新生行星IRAS 04125+2902 b的罕見一瞥 _行星

藝術家對一顆新發現的年輕行星的概念，通過扭曲的碎片盤進行觀察。圖片來源：美國國家航空航天局/加州理工大學噴氣推進實驗室/R.赫特，K.米勒（加州理工學院/IPAC）
據美國國家航空航天局（Pat Brennan）：一顆名為IRAS 04125+2902 b的巨大行星實際上只是一個嬰兒：只有300萬年的歷史。由于這些嬰兒世界通常隱藏在模糊的碎片盤中，它是迄今為止使用主要的行星探測方法發現的最年輕的行星。
關鍵事實
這顆巨大的行星可能仍在因其形成的熱量而發光，位于金牛座分子云中，這是一個活躍的恒星托兒所，有數百顆新生恒星，距離我們約430光年。云層的相對接近使其成為天文學家的主要目標。但是，雖然云為年輕恒星的形成和演化提供了深刻的見解，但它們的行星通常對TESS等望遠鏡來說是一本封閉的書。這些望遠鏡依靠“凌日法” ，觀察行星穿過其主星表面時星光的輕微下降。但是，從地球的角度來看，這樣的行星系統必須是邊緣的，才能使凌日方法奏效。然而，非常年輕的恒星系統被碎片盤包圍，阻礙了我們對任何潛在凌日行星的觀察。
一個研究小組剛剛報告了一次非同尋常的運氣。不知何故，圍繞這顆新生行星IRAS 04125+2902 b的外部碎片盤已經急劇扭曲，使嬰兒世界暴露在TESS的廣泛過境觀測中。
細節
雖然翹曲的外盤是一個很好的巧合，但它也是一個很大的謎。可能的解釋包括行星本身的遷移，靠近恒星，并在這個過程中偏離外盤的方向——因此，從地球上看，行星的軌道是邊緣的，穿過恒星的表面，但外盤仍然幾乎面向我們。這個想法的一個問題是：將一顆行星移動到與母盤偏離如此之遠的位置，可能需要這個系統中的另一個（非常大的）物體。到目前為止還沒有發現。
該系統的太陽恰好有一個遙遠的恒星伴星，這也可能是外盤翹曲的罪魁禍首。然而，伴星的軌道角度與行星及其母恒星的軌道角度相匹配。恒星和行星傾向于選擇阻力最小的引力路徑，因此這樣的排列應該會使星盤與系統的其他部分更緊密地對齊，而不是徹底偏離。
研究作者說，另一種獲得“破碎”外盤的方法根本不涉及伴星。像金牛座分子云這樣的恒星托兒所可能是人口稠密、繁忙的地方。計算機模擬表明，來自周圍恒星形成區的物質降雨可能是造成星盤翹曲的原因。到目前為止，無論是模擬還是觀測都沒有解決翹曲或斷裂的圓盤在這些地區是常見還是罕見的問題。
有趣的事實
將TESS的凌日測量與另一種觀測行星的方法相結合，可以獲得更多關于行星本身的信息。我們可以將第二種方法稱為“擺動”方法。當繞軌道運行的行星繞恒星運行時，行星的引力會把它的恒星拉向一個方向，然后再拉向另一個方向。這種擺動可以通過地球上專門儀器捕捉到的恒星光線的變化來檢測。對這顆行星的“徑向速度”測量表明，它的質量或重量不超過我們木星的三分之一。但凌日數據顯示，這顆行星的直徑大致相同。這意味著這顆行星的密度相對較低，而且很可能是大氣層膨脹。所以這個世界可能不是像木星那樣的氣態巨星。相反，它很可能是一顆大氣層會隨著時間的推移而縮小的行星。當它最終穩定下來時，它可能會變成氣態的“迷你海王星”，甚至是巖石的“超級地球” 。這是我們銀河系中最常見的兩種行星類型——盡管事實上這兩種類型在我們的太陽系中都找不到。
發現者
由北卡羅來納大學教堂山分校的天文學家Madyson G.Barber領導的一個科學小組于2024年11月在《自然》雜志上發表了這項研究，題為“一顆巨大的行星正在穿越一顆300萬年的原恒星，其盤面不對齊” 。